kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2025-4(20)-77kaz44-2239Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ОСОБЕННОСТИ СОРБЦИИ ИОНОВ НЕОДИМА МОДИФИЦИРОВАННЫМИ ИНТЕРПОЛИМЕРНЫМИ СИСТЕМАМИFEATURES OF NEODYMIUM ION SORPTION BY MODIFIED INTERPOLYMER SYSTEMShttps://orcid.org/0009-0007-7059-5635КабуловаМ. К.KabulovaM. K.

Мадина Кабуловна Кабулова – PhD докторант

050060, Республика Казахстан, г. Алматы, улица Достык 13

050060, Республика Казахстан, г. Алматы, улица Уалиханова 106 

Madina Kabulovna Kabulova – PhD student

050060, Republic of Kazakhstan, Almaty, Dostyk 13 Sreet 

050060, Republic of Kazakhstan, Almaty, Ualikhanov 106 Sreet

kabulovamk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9505-3719ДжумадиловТ. К.JumadilovT. K.

Талқыбек Қожатаевич Джумадилов – д.х.н., профессор, заведующий лабораторией синтеза и физикохимии полимеров 

050060, Республика Казахстан, г. Алматы, улица Уалиханова 106

Talkybek Kozhataevich Dzhumadilov – Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of the Laboratory of Synthesis and Physical Chemistry of Polymers

050060, Republic of Kazakhstan, Almaty, Ualikhanov 106 Sreet

jumadilov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3423-7116ҚорғанбаеваЖ. К.KorganbaevaZh. K.

Жанар Қожамбердіқызы Қорғанбаева – к.х.н., старший преподаватель

050060, Республика Казахстан, г. Алматы, улица Достык 13 

Zhanar Kozhamberdikyzy Korganbaeva – senior teacher

050060, Republic of Kazakhstan, Almaty, Dostyk 13 Sreet 

korganbaeva.zhan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4408-9727ГражулявичюсЮ. В.GrazuleviciusJ. V.

Юозас Видас Гражулявичюс – д.х.н., профессор, заведующий кафедры химии и технологии полимеров

Республика Литва, г. Каунас, ул. Донелайчио 73 

Juozas Vidas Grazulevicius – Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of the Department of Chemistry and Technology of Polymers

Republic of Lithuania, Kaunas, Donelaičio 73 Street 

juozas.grazulevicius@ktu.ltКазахский национальный педагогический университет имени Абая; АО «А.Б. Институт химических наук им. Бектурова»КазахстанAbai Kazakh NationalPedagogical University; JSC «A.B. Bekturov Institute of Chemical Sciences»KazakhstanАО «А.Б. Институт химических наук им. Бектурова»КазахстанJSC «A.B. Bekturov Institute of Chemical Sciences»KazakhstanКазахский национальный педагогический университет имени АбаяКазахстанAbai Kazakh NationalPedagogical UniversityKazakhstanКаунасский технологический университетЛитваKaunas University of TechnologyLithuania20252501202614(20)665674Copyright © Кабулова М.К., Джумадилов Т.К., Қорғанбаева Ж.К., Гражулявичюс Ю.В., 20262026Кабулова М.К., Джумадилов Т.К., Қорғанбаева Ж.К., Гражулявичюс Ю.В.Kabulova M.K., Jumadilov T.K., Korganbaeva Z.K., Grazulevicius J.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/2239

В данной работе исследована селективная сорбция ионов неодима из смеси растворов с использованием интерполимерных систем, состоящих из двух промышленных сорбентов – ионообменных смол Amberlite IR120(Н+) и AB-17-8(ОН-), в различных мольных соотношениях. На основании полученных результатов установлено, что максимальная активация полимеров происходит при соотношении Amberlite IR120:AB-17-8 (5:1). При этих соотношениях наблюдается максимальная степень сорбции ионов неодима. Процесс сорбции проводили в статическом режиме. Через 48 часов дистанционного взаимодействия полимеров максимальная степень сорбции ионов неодима составила 56,2%, а степень связывания полимерной цепи – 3,96%. Суммарные расчетные значения неактивированных полимеров доказали, что сорбционная активность интерполимерных систем в соотношениях Amberlite IR120:AB-17-8 (5:1), Amberlite IR120:AB-17-8 (3:3) существенно выше, чем у исходных неактивированных полимеров Amberlite IR120 (6:0) и AB-17-8 (0:6). Полученные результаты показали, что в интерполимерных системах изменяются электрохимические и сорбционные свойства исходных полимеров, то есть увеличивается способность функциональных групп к реагированию. Это позволяет использовать их для разработки эффективной сорбционной технологии разделения ионов неодима. Таким образом, показано, что интерполимерные системы могут быть использованы в промышленности путем изменения условий сорбции для эффективного выделения неодима из промышленных растворов.

In this study, we investigated the selective sorption of neodymium ions from a mixture of solutions using interpolymer systems consisting of two industrial sorbents – Amberlite IR120(Н+) and AB-17-8(ОН-) ion exchange resins – in various molar ratios. Based on the obtained results, we found that maximum polymer activation occurs at an Amberlite IR120:AB-17-8 ratio of 5:1. These ratios yield the highest neodymium ion sorption. The sorption process was carried out in static mode. After 48 hours of remote polymer interaction, the maximum neodymium ion sorption was 56.2%, and the degree of polymer chain binding was 3.96%. The calculated values of the unactivated polymers demonstrated that the sorption activity of the interpolymer systems in the Amberlite IR120:AB-17-8 (5:1) and Amberlite IR120:AB-17-8 (3:3) ratios is significantly higher than that of the original unactivated polymers Amberlite IR120 (6:0) and AB-17-8 (0:6). The results demonstrate that the electrochemical and sorption properties of the original polymers are altered in the interpolymer systems, increasing the reactivity of the functional groups. This allows them to be used in the development of an effective sorption technology for the separation of neodymium ions. Thus, it is demonstrated that the interpolymer systems can be used in industry by varying the sorption conditions for the efficient extraction of neodymium from industrial solutions.

интерполимерные системыион неодимасорбцияИК спектрAmberlite IR120(Н+)AB-17-8(ОН-)interpolymer systemsneodymium ionsorptionIR spectrumAmberlite IR120(Н+)AB-17-8(ОН-)ReferencesMulder M. Basic Principles of Membrane Technology / M. Mulder. – Springer: Netherlands, 1996. https://doi.org/10.1007/978-94-009-1766-8.Mulder M. Basic Principles of Membrane Technology / M. Mulder. – Springer: Netherlands, 1996. https://doi.org/10.1007/978-94-009- 1766-8. (In English).Khaing Z., Troshkina A.: Sorp. Chromatogr. Proc., 2006. – № 6. – Р. 972.Khaing Z., Troshkina A.: Sorp. Chromatogr. Proc., 2006. – № 6. – R. 972. (In English).Ion Exchangers; Dorfner, K., Ed.; Walter de Gruyter: Berlin, 1991. https://doi.org/10.1515/9783110862430.Ion Exchangers; Dorfner, K., Ed.; Walter de Gruyter: Berlin, 1991. https://doi.org/10.1515/9783110862430. (In English).Harland C.E. Ion Exchange: Theory and Practice, 2 nd edn.; The Royal Society of Chemistry, 1994. https://doi.org/10.1039/9781847551184Harland C.E. Ion Exchange: Theory and Practice, 2 nd edn.; The Royal Society of Chemistry, 1994. https://doi.org/10.1039/9781847551184 (In English).Alekseeva S.L. Sorption of Cr(VI) on AV-17 and EDE-10P Anion Exchangers, KU-2 and KB-4 Cation Exchangers, Activated Charcoal, and Foamed Graphite (STRG) is Studied / S.L. Alekseeva, S.N. Bolotin, T.G. Tsupko // J. Appl. Chem. – 2007. – № 80. – Р. 376-378. https://doi.org/10.1134/S107042720703007X.Alekseeva S.L. Sorption of Cr(VI) on AV-17 and EDE-10P Anion Exchangers, KU-2 and KB-4 Cation Exchangers, Activated Charcoal, and Foamed Graphite (STRG) is Studied / S.L. Alekseeva, S.N. Bolotin, T.G. Tsupko // J. Appl. Chem. – 2007. – № 80. – R. 376-378. https://doi.org/10.1134/S107042720703007X. (In English).Ivanik S.A. Flotation extraction of elemental sulfur from gold-bearing cakes / S.A. Ivanik, D.A. Ilyukhin // J. Min. Inst. – 2020. – № 242. – Р. 202-208. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.2.202.Ivanik S.A. Flotation extraction of elemental sulfur from gold-bearing cakes / S.A. Ivanik, D.A. Ilyukhin // J. Min. Inst. – 2020. – № 242. – R. 202-208. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.2.202. (In English).A facile process for enhanced rare earth elements separation from dilute solutions using N, Ndi(2-ethylhexyl)-diglycolamide grafted polymer resin / Н. Cui et al // Sep. Purif. Technol. – 2020. – № 234. – Р. 116096. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.116096.A facile process for enhanced rare earth elements separation from dilute solutions using N, Ndi(2-ethylhexyl)-diglycolamide grafted polymer resin / N. Cui et al // Sep. Purif. Technol. – 2020. – № 234. – R. 116096. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.116096. (In English).Extraction of Rare-Earth Elements (III) from Nitric Acid Solutions with Diethyl 2-[(Diphenylphosphoryl)methoxy]-5-ethylphenylphosphonate / A.N. Turanov et al // Russ. J. Inorg. Chem. – 2019. – № 64. – Р. 1297-1303. https://doi.org/10.1134/S0036023619100164.Extraction of Rare-Earth Elements (III) from Nitric Acid Solutions with Diethyl 2-[(Diphenylphosphoryl)methoxy]-5-ethylphenylphosphonate / A.N. Turanov et al // Russ. J. Inorg. Chem. – 2019. – № 64. – R. 1297-1303. https://doi.org/10.1134/S0036023619100164. (In English).Improving the selective extraction of lanthanides by using functionalised ionic liquid / L. Maria et al // Sep. Purif. Technol. – 2020. – № 237. – Р. 116354. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152423.Improving the selective extraction of lanthanides by using functionalised ionic liquid / L. Maria et al // Sep. Purif. Technol. – 2020. – № 237. – R. 116354. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152423. (In English).Swain, N.; Mishra, S.; Acharya, M.R. Hydrometallurgical route for recovery and separation of samarium (III) and cobalt (II) from simulated waste solution using tri-n-octyl phosphine oxide – A novel pathway for synthesis of samarium and cobalt oxides nanoparticles / N. Swain et al // J. Alloys Compd. – 2020. – № 815. – Р. 152423. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152423.Swain, N.; Mishra, S.; Acharya, M.R. Hydrometallurgical route for recovery and separation of samarium (III) and cobalt (II) from simulated waste solution using tri-n-octyl phosphine oxide – A novel pathway for synthesis of samarium and cobalt oxides nanoparticles / N. Swain et al // J. Alloys Compd. – 2020. – № 815. – R. 152423. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152423. (In English).Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact / V. Balaram // Geosci. Front. – 2019. – № 10. – Р. 1285-1303. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.12.005.Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact / V. Balaram // Geosci. Front. – 2019. – № 10. – R. 1285-1303. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.12.005. (In English).Understanding rare earth elements as critical raw materials / W.L. Filho et al // Sustainability. – 2023. – № 15. – Р. 1919. https://doi.org/10.3390/su15031919.Understanding rare earth elements as critical raw materials / W.L. Filho et al // Sustainability. – 2023. – № 15. – R. 1919. https://doi.org/10.3390/su15031919. (In English).Rare earth elements: Overview of mining, mineralogy, uses, sustainability and environmental impact / N. Haque et al // C. Resources. – 2014. – № 3. – Р. 614-635. https://doi.org/10.3390/resources3040614.Rare earth elements: Overview of mining, mineralogy, uses, sustainability and environmental impact / N. Haque et al // C. Resources. – 2014. – № 3. – R. 614-635. https://doi.org/10.3390/resources3040614. (In English).Ion Exchange Dynamics in Cerium Nitrate Solution Regulated by Remotely Activated Industrial Ion Exchangers / Т. Jumadilov et al // Materials. – 2021. – № 14. – Р. 3491. https://doi.org/10.3390/ma14133491.Ion Exchange Dynamics in Cerium Nitrate Solution Regulated by Remotely Activated Industrial Ion Exchangers / T. Jumadilov et al // Materials. – 2021. – № 14. – R. 3491. https://doi.org/10.3390/ma14133491. (In English).Создание принципиально новой технологии группового извлечения ионов редкоземельных металлов из продуктовых растворов металлургии / Т.К. Джумадилов и др. // Тенденции, перспективы и инновационные подходы развития химической науки, производства и образования в условиях глобализации: сборник научных трудов. – Алматы. – 2021. – С. 90-104.Sozdanie principial'no novoj tekhnologii gruppovogo izvlecheniya ionov redkozemel'nyh metallov iz produktovyh rastvorov metallurgii / T.K. Dzhumadilov i dr. // Tendencii, perspektivy i innovacionnye podhody razvitiya himicheskoj nauki, proizvodstva i obrazovaniya v usloviyah globalizacii: sbornik nauchnyh trudov. – Almaty. – 2021. – S. 90-104. (In Russian).Ulusoy Erol H.B. Effects of resin chemistries on the selective removal of industrially relevant metal ions using wafer-enhanced electrodeionization / H.B. Ulusoy Erol, C.N. Hestekin, J.A. Hestekin // Membranes. – 2021. – № 11. – Р. 45. https://doi.org/10.3390/membranes11010045.Ulusoy Erol H.B. Effects of resin chemistries on the selective removal of industrially relevant metal ions using wafer-enhanced electrodeionization / H.B. Ulusoy Erol, C.N. Hestekin, J.A. Hestekin // Membranes. – 2021. – № 11. – R. 45. https://doi.org/10.3390/membranes11010045. (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.